Составной робот из простых "клеток": аналог живого организма

Исследователи из Массачусетского технологического института, Колумбийского университета и ряда других разработали занятную систему, немного напоминающую низшие многоклеточные животные. Собранная ими конструкция не имеет какого-то центрального управляющего устройства, но может двигаться и обходить преграды.

Учёные изготовили несколько десятков одинаковых "клеток" - небольших роботов, способных изменять свой размер, расширяясь и сжимаясь. Соединение между ними обеспечивается встроенными в обод магнитами. Чередуя сжатия и расширения модули могут толкать друг друга в нужную сторону.

Каждый модуль имеет цилиндрическое основание с батареей, небольшим двигателем, датчик, который определяет освещенность, микроконтроллер и устройство связи, которое принимает сигналы соседей и отправляет свои им. Сверху установлена детская игрушка, которая называется "кольцо Хобермана", изобретатель которой является одним из соавторов исследования. Она состоит из маленьких панелей, соединенных в круг, радиус которого можно увеличить или уменьшить.

Датчики света измеряют его яркость, после чего модули "обмениваются впечатлениями" и присваивают друг другу коды от 10 до 1, в зависимости от того, кто расположен ближе к источнику света. Они расширяются первыми, чуть отодвигаясь от соседей - весь "организм" массивнее, поэтому остается на месте. Затем расширяется следующий ряд и т. д. В результате система, не имеющая централизованного управления, целеустремленно движется к лампочке, обходя встретившиеся на пути препоны.

Очевидно, что, если поставить другие датчики, модульного робота можно заставить двигаться в сторону источника звука, повышенной температуры, солености и т. п. Если усложнить управляющую программу, то можно реализовать более сложные варианты "поведения". При этом система остается такой же нечувствительной к потере отдельных модулей.

Авторы реализовали простую схему с участием двадцати одинаковых модулей. Этого достаточно, чтобы проверить принципиальную работоспособность конструкции. Компьютерное моделирование систем большего масштаба, порядка 10 тысяч "клеток", показывает, что при неисправности 20% из них движение в нужную сторону продолжается, но его скорость снижается вдвое.

www.popmech.ru